[發明專利]一種撲翼旋翼耦合構型及相應的微型飛行器設計

有效

• 申請號: 201310556510.2
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103552688A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李道春;向錦武;甄沖;孫毅;范新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種撲翼旋翼耦合構型，其特征在于：兩片獨立的撲翼反對稱布置在一段橫梁的兩端外側，預先設定兩片撲翼的初始迎角，橫梁由兩個翼梁連接組成，兩個翼梁反對稱連接并且預設迎角，具有翼型結構；撲翼在上下撲動過程中，同時產生升力和推力，兩片撲翼產生的升力方向相同；撲翼產生的兩個反方向推力形成力偶驅動橫梁及撲翼作自驅旋轉。

2.根據權利要求1所述的一種撲翼旋翼耦合構型，其特征在于：所述的翼梁包括翼型段、過渡段和翼梁中段，翼梁中段的一端開有半圓孔；過渡段是翼梁中段和翼型段的過渡結構，翼型段的翼型弦線與翼梁中段上下表面存在的扭轉角即為翼梁旋轉的迎角；將兩個翼梁的半圓孔相對形成圓孔，與連接軸固定連接；兩個翼梁的翼型段的翼型弦線關于連接軸的軸線反對稱。

3.根據權利要求2所述的一種撲翼旋翼耦合構型，其特征在于：在所述翼型段設置沿軸向的減輕孔。

4.一種基于撲翼旋翼耦合構型的微型飛行器，其特征在于：包括撲翼、驅動機構及電源、起落架、機身、深溝球軸承、連接軸和翼梁；兩片獨立的撲翼分別與兩套驅動機構及電源裝配成為整體，稱為裝配體，并能夠進行單獨控制實現撲動；將兩段翼梁相對于連接軸的軸線反對稱組裝在一起成為橫梁，撲翼、驅動機構及電源組成的兩個裝配體分別安裝在橫梁的兩端，撲翼在橫梁外側；根據需要調整裝配體安裝的角度，即撲翼拍動時的初始迎角；所述連接軸一端與橫梁固接在一起，另一端與深溝球軸承內圈裝配在一起，深溝球軸承的外圈與機身上部裝配，機身下部布置起落架；連接軸、翼梁、撲翼、驅動機構及電源組成的整體能夠相對于機身自由轉動，在電源接通撲翼撲動時，兩片反對稱安裝的撲翼產生的力偶能夠實現橫梁和撲翼的自驅旋轉。

5.根據權利要求4所述的一種基于撲翼旋翼耦合構型的微型飛行器，其特征在于：所述撲翼后緣呈拋物線形狀，且弦長最大處的后緣點為拋物線頂點，該頂點固定連接在裝配體上；過后緣點和拋物線起點向拋物線內部做兩條相互垂直的線，過拋物線起點的直線為撲翼前緣，過后緣點的直線為弦長；撲翼的翼面材料選用聚氯乙烯薄膜，采用撲翼前緣骨架和后緣點單點固定的方式將翼面前緣粘接在前緣骨架上。

6.根據權利要求4所述的一種基于撲翼旋翼耦合構型的微型飛行器，其特征在于：所述的驅動機構及電源由電動機、電源、導線、減速裝置以及傳動機構裝配在一起組成，其中的傳動機構與撲翼的前緣骨架相連，撲翼后緣通過單點固定于驅動機構及電源上，當電源接通時，電動機能夠通過減速裝置、傳動機構帶動撲翼前緣骨架上下周期運動，這樣就實現了撲翼的撲動。

7.根據權利要求4所述的一種基于撲翼旋翼耦合構型的微型飛行器，其特征在于：所述的翼梁，其翼型段采用的翼型為NACA0012，與翼梁中段的扭轉角為15°。

8.根據權利要求4所述的一種基于撲翼旋翼耦合構型的微型飛行器，其特征在于：所述的撲翼、驅動機構及電源的裝配體與翼型段弦線的相對角度為20°，即撲翼的初始迎角為35°。